磁性傳感器,是指把磁場、電流、應力應變、溫度、光等外界因素引起敏感元件磁性能變化轉換成電信號,以這種方式來檢測相應物理量的傳感器。憑藉其高性價比的優勢,在汽車、工業、甚至消費市場,都廣泛可見磁性傳感器的身影。
在半導體大廠英飛凌,傳感器是其產品家族重要的一員。過去10年以來,英飛凌已經售出了200多億顆傳感器產品。無論是油頭精英們的傍身座駕,還是園藝猛男腋下的電動工具,不管是一窮二白學生黨腳下的電動滑板車,還是陪伴圍裙主婦嘮嗑的家用電器;還有莊園主家裡的掃地機器人、亦或網課教學最佳伴侶的教育型機器人。。。只要你有一顆拆機的心,就能發現其中的英飛凌傳感器,在發著光發著熱。
為了讓客戶擁有最豐富的選擇,英飛凌的XENSIV™傳感器系列布局了市面上最為廣泛的傳感器產品組合。其中,磁性傳感器又是最重要的產品類型之一。根據不同的場景,磁性傳感器分為磁性的位置傳感器,即反饋位置信息的,包含了霍爾開關、3D磁性、角度傳感器、線性霍爾;以及速度傳感器,即反饋速度信息的;此外,隨著電動汽車的快速發展,用來測量反饋電流信息的電流傳感器,也正日漸凸顯其重要性。
看到那麼多的傳感器類型,是不是有些眼花繚亂了呢?究竟哪款器件應該用在什麼場景,哪個型號最適合我的系統設計?
今天,就讓我們來盤點一下磁性傳感器的各種應用場景,以及推薦的英飛凌產品型號,幫助選擇困難症者們快速決liao策duan。
電動自行車,是指以蓄電池作為輔助能源在普通自行車的基礎上,安裝了電機、控制器、蓄電池、轉把閘把等操作部件,和顯示儀表系統的機電一體化個人交通工具。市場分析數據表示,2019年,我國的電動自行車產量已經超過2000萬。電動自行車有多處使用了霍爾傳感器,最典型的是調速轉把、斷電剎把,以及電動車無刷電機和霍爾助力傳感器等。比如,電動車的調速轉把會根據線性霍爾的輸出電壓變化來達到調整速度的目的;而在剎把上,當電動車剎車後,霍爾傳感器會快速響應和反饋,將剎車信號傳給控制器,控制器則會停止對電機的供電,無刷電機停止轉動,從而保護駕駛員的安全。
推薦型號:英飛凌霍爾閂鎖TLV4961-1TA
特點:
- 工作電源電壓3.0 ~ 26v
- 低電流損耗1.6mA
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近年來,永磁無刷直流電機控制技術日趨成熟,鑒於其具有節能、高效、低噪音、無火花、啟動扭矩高、使用壽命長等優點,電動工具市場隨之迎來了無刷熱潮,許多電動工具龍頭企業已經量產無刷電動工具。這類型電動工具的核心是無刷電機和控制器,而由於電動工具在工作時負載與轉速均會發生變化,且需要在高、低轉速時有良好的扭力輸出,因此,絕大多數無刷電動工具會選擇霍爾式的控制方式,控制器通過霍爾傳感器的反饋編碼確定電機轉子位置,從而控制電機持續運轉。
推薦產品:英飛凌霍爾傳感器TLI4963-1M
特點:
- 高性價比閂鎖
- 工作電源電壓3.0-3.3V
- 低電流損耗 1.4mA
- 主動誤差補償
- 磁閾值穩定性高
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園藝、田間工作是一項日曬雨淋的艱苦工作,特別是除草,不僅勞累,也比較枯燥。除草機器人的出現大大減輕了這項工作的負擔,且帶來更高的生產效率。除草機器人使用3D霍爾傳感器,磁體相對於傳感器的相對運動,可以檢測除草機器人底盤和外殼之間的相對位置。
推薦產品:英飛凌3D磁性霍爾傳感器TLV493D-A1B6
特點:
- 集成溫度傳感
- 低電流損耗
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省電模式下0.007 µA
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超低功耗模式下10 µA
- 工作供電電壓2.7V-3.5V
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服務型機器人正在當今社會日益普及,政務系統、教育領域、公共服務、商業連鎖、遊戲娛樂、酒店管家、醫療服務等,都不乏各式各樣機器人的身影。為了精準地感應到外界信息,機器人全身都布滿了傳感器,頭部、手臂、大腿,傳感器無處不在,可以說,傳感器是機器人至關重要的組成部分。
推薦產品:英飛凌角度傳感器TLI5012B E1000
特點:
- 數字SPI接口,可為控制器提供即用角度
- 360°角度傳感器,通過測量正弦和餘弦角度組件和單片集成的巨磁電阻(iGMR)元素來檢測磁場的方向
- 高可靠性
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面向工業領域的多關節機械手,或者多自由度機器人,被稱為工業機器人。和服務型機器人不一樣,工業機器人需要在更精密和封閉的環境下進行批量的生產服務,作業頻率也更高。工業機器人也需要使用各種傳感器,比如在手臂中用來檢測手臂間角度的角度傳感器。
推薦產品:英飛凌角度傳感器TLE5012B
特點:
- 可為具體的位置提供超高的傳感精度
- 性價比高
- 支持不同的接口(SPI, SENT)
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當今,無人機已經廣泛應用於氣象監測、國土資源執法、環境保護、遙感航拍、抗震救災、快遞運送等領域。隨著物聯網的發展,無人機對物聯網技術的運用不斷增加,為了能更好的控制無人機的飛行,各種傳感器的運用則起到了十分重要的作用。其中的角度傳感器,又名為水平儀、角度儀,是用於檢測系統的水平度,由於雙軸傾角傳感器可同時完成兩個方向的水平度測量,因此可用於檢測整個被測面的水平度。
推薦產品:英飛凌角度傳感器TLI5012 E1000
特點:
- 數字SPI接口,可提供即用角度
- 基於巨磁電阻(GMR)原理
- 用於角度測量的集成磁場傳感
- 360°角度測量,旋轉計數器和角速度測量
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在汽車的車身應用里,電動車窗、天窗,都需要傳感器來檢測信號。多年前,汽車車窗夾人的事件時有發生,隨著技術的改進,車窗能夠及時感測到物體並停止工作,防止夾人事故的發生,傳感器功不可沒。同時,車窗能夠非常精準地短距離上升或下降,而不是一鍵到底,也大大提升了車輛的高級感。
推薦產品:英飛凌霍爾開關TLE4966家族
特點:這款傳感器能同時感應方向和速度,可在非常小的系統里實現計數,減少封裝工作量,降低整個系統成本。靈敏度及磁性開關點的穩定性特別高,安裝靈活,水平(TLE4966)和垂直(TLE4966V)感應皆有。
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曾有汽車媒體評論說,電動尾門是近年來汽車設計里的雞肋功能。由於感應不到位,經常能看見停車場裡車主們手抱物品,在車後備箱處不斷橫掃二郎腿卻不得開之的尷尬場面。
4S店的銷售會告訴你,一定是你踢的位置不夠準確,認準車牌的某個字母或數字,再一腳虛晃,尾門必開。事實上,傳感器的感應範圍和精度因產品而異。設計的初衷是為了解放雙手,消費者的實際體驗是設計成功與否的評價王道。
推薦產品:英飛凌霍爾開關TLE4961-5M
特點:
- 兩個霍爾閂鎖,感應速度和方向
- 小型SOT23封裝
- 高靈敏度、高磁性開關點穩定性
- 在非常規電源供應(2.7-24伏)以及反向電源保護(-18伏)下皆可正常工作
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汽車安全帶是車禍中挽救生命的重要裝置。2020年了,現在若是還有人無視安全帶的作用,自認為是老司機且嘲笑他人系安全帶的行為,定會被群體鄙視。安全帶的預警裝置,依靠傳感器感應碰撞的作用力,及時收緊安全帶,為乘客拉緊生命線。
推薦產品:英飛凌霍爾傳感器TLE4963-1M、TLE4966家族
特點:
TLE4963-1M:5V電壓,小型SOT23封裝
TLE4966:以上已有介紹,不再贅述
帶貨鏈接:
TLE4963-1M:https://www.infineon.com/cms/en/product/sensor/magnetic-sensors/magnetic-position-sensors/hall-switches/tle4963-1m/
TLE4966:https://www.infineon.com/cms/en/product/sensor/magnetic-sensors/magnetic-position-sensors/hall-switches/
感應雨刷能通過雨量傳感器感應雨滴的大小,自動調節雨刷運行速度,為駕駛者提供良好的視野,從而大大提高雨天駕駛的方便性和安全性。不同車型,雨刷的調擋設置也不一樣。有時候吧,刷子刷得過快或過慢,總是恨不得兩擋之間再添加幾個精密擋,不知道你在下雨天有沒有同樣煩惱呢?
推薦產品:英飛凌霍爾閂鎖TLE4961-1M
特點:專為高精度應用而設計,具有優越的電源電壓能力、工作溫度範圍和溫度穩定性的磁閥值。
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告別笨重的機械轉向方向盤,電動助力轉向基本上已成為如今汽車的標配。常常坐在各款豪車副駕駛位置的你,一定也頻頻看見身旁單手輕鬆旋轉方向盤,恨不得720度擺弄後瞬間倒車入庫的精彩表演。傳感器在系統里感應的是轉子的位置。
推薦產品:英飛凌霍爾開關TLE4968-1M
特點:
- 具備高穩定性磁閥的霍爾閂鎖
- 小型SOT23封裝
- 魯棒的性能
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汽車的水泵、油泵電機正越來越多地採用無刷直流電機,來改善電機的運行性能、提高可靠性和延長使用壽命。在無刷直流電機中,往往採用霍爾傳感器對電機進行精準的位置反饋。
推薦產品:英飛凌霍爾開關TLE4961-3L, TLE4961-1L
特點:
- 精度高,適用於無刷直流電機的電機換向
- 超低電流損耗(1.6mA)
- 高達42V的超高電壓
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TLE4961-3L: https://www.infineon.com/cms/en/product/sensor/magnetic-sensors/magnetic-position-sensors/hall-switches/tle4961-3l/
對駕駛者來說,座椅的舒適性是影響用車體驗的一個直觀因素,座椅位置的調節能為駕駛者提供舒適、便於操作或休息的人體姿態。傳統的座椅需要通過人工調節,使用起來不夠方便。而在現代汽車座椅中,霍爾傳感器和電機的使用帶來了體驗的改變。傳感器能對電機外部轉軸進行測量,將脈衝信號傳給單片機,單片機獲得電機轉動信息後,可以將位置對應的脈衝數存儲起來,從而記住不同駕駛者最舒服的座椅姿態。在家庭用車中,不同駕駛者上車後就能一鍵調整到自己習慣的座椅位置,而不用每次都手動拉伸了。
推薦產品:英飛凌霍爾開關TLE4961-1M
特點:
- 精度高
- 超低電流損耗(1.6mA)
- 高達42V的超高電壓
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不論是自動擋還是手動擋車型,都會使用位置傳感器來檢測擋位信號。傳感器上面有很多個觸電,一般來說,自動擋車型的汽車換擋時,觸電就會移動到對應的擋位上面,電壓值改變後,傳感器檢測到擋位信號,再將信號傳送到變速器ECU上,從而控制相應的執行器。手動變速器里的擋位位置傳感器更是包括“選擋”和“掛擋”位置傳感器,兩者相互配合,準確感應掛擋位置,幫助駕駛員更加方便、準確地掛擋。
推薦產品:英飛凌霍爾開關TLE4964-2M, TLE4976-2K
特點:
- 已被市場廣泛驗證
- 安全
- 隱式冗餘(一個系統中最多18顆傳感器)
帶貨鏈接:
TLE4964-2M: https://www.infineon.com/cms/en/product/sensor/magnetic-sensors/magnetic-position-sensors/hall-switches/tle4964-2m/
隨著“先打燈後變道”等交規越來越嚴格,汽車方向盤邊上的操作杆,成為駕駛員更加親密的夥伴。左右方向的變道操作指令,也少不了傳感器的位置反饋。3D位置傳感器根據磁場反饋x、y、z三個方向的位置,幫助控制器快速判斷和決定如何執行。
推薦產品:英飛凌3D磁性霍爾傳感器TLE493D-W2B6
特點:
- 三維磁通量密度感應±160mT
- 可編程流量解析度65µt (typ)。
- X-Y角度測量模式
- 診斷測量要檢查傳感器的數字部分、模擬部分和霍爾探頭
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